DE3628017A1 - THERMAL FLOW SENSOR - Google Patents
THERMAL FLOW SENSORInfo
- Publication number
- DE3628017A1 DE3628017A1 DE3628017A DE3628017A DE3628017A1 DE 3628017 A1 DE3628017 A1 DE 3628017A1 DE 3628017 A DE3628017 A DE 3628017A DE 3628017 A DE3628017 A DE 3628017A DE 3628017 A1 DE3628017 A1 DE 3628017A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- heating resistor
- flow meter
- substrate
- fluid
- resistor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 55
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 54
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 32
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 13
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 48
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 5
- 235000011837 pasties Nutrition 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N catechol Chemical compound OC1=CC=CC=C1O YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 2
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- -1 etc.) Chemical compound 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000007261 regionalization Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
- G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
- G01F1/6845—Micromachined devices
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N3/00—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages
- H04N3/02—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by optical-mechanical means only
- H04N3/08—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by optical-mechanical means only having a moving reflector
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N3/00—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages
- H04N3/02—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by optical-mechanical means only
- H04N3/08—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by optical-mechanical means only having a moving reflector
- H04N3/09—Scanning details of television systems; Combination thereof with generation of supply voltages by optical-mechanical means only having a moving reflector for electromagnetic radiation in the invisible region, e.g. infrared
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen thermischen Durchflußmesser gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Durchflußmesser des Typs "hot film" mit einem Heizwiderstand und einem die Temperatur eines Fluides erfassenden Widerstand, wobei beide aus einem dünnen Film bestehen, der auf einem isolierenden Substrat aufgebracht ist.The invention relates to a thermal flow meter according to the preamble of claim 1. In particular, the invention relates to a Flow meter of the "hot film" type with a heating resistor and one that detects the temperature of a fluid Resistance, both of a thin film exist, which is applied to an insulating substrate.
Thermische Durchfluß-Sensoren oder Durchflußmesser, auch Strömungsmesser genannt, bei denen ein Hauptstromrohr und ein Bypaßrohr, durch welches ein Teil des Hauptstromes fließt, verwendet werden und an welches eine Heizeinrichtung angeschlossen ist, werden in großem Umfange verwendet. Derartige Durchflußmesser erfassen die Durchflußrate aus der Wärmeverteilung, die sich einstellt, wenn das Fluid durch das Beipaßrohr fließt, während dieses beheizt wird. Derartige Durchflußmesser haben eine ausgezeichnete Genauigkeit, so daß sie in großem Umfange für die Kontrolle oder Steuerung der Durchflußrate von Halbleitergasen etc. verwendet werden. Sie sind jedoch nicht geeignet für eine Miniaturisierung und/oder eine Massenproduktion. Darüber hinaus sind ihre Herstellkosten so groß, daß sie nur für begrenzte Anwendungsfälle eingesetzt werden.Thermal flow sensors or flow meters, also called flow meter where a main flow pipe and a bypass tube through which part of the Main stream flows, are used and to which a heater is connected in used to a large extent. Such flow meters record the flow rate from the heat distribution, which occurs when the fluid flows through the bypass tube flows while it is being heated. Such Flow meters have excellent accuracy, so that they can be used for control or Control of the flow rate of semiconductor gases etc. be used. However, they are not suitable for miniaturization and / or mass production. In addition, their manufacturing costs are so great that they are only used for limited applications will.
Ein weiterer bekannter thermischer Durchflußsensor enthält einen Heizwiderstand (genannt: "heißer Draht") und einen die Fluidtemperatur messenden Meßwiderstand (genannt: "kalter Draht"), wobei die Durchflußmenge auf der Basis von Änderungen der Wärmemenge errechnet wird, die von dem Heizwiderstand auf das ihn umgebende Fluid übertragen wird. Berücksichtigt man die Temperatur des Fluides, die durch den die Temperatur des Fluides messenden Widerstandes ermittelt wird, so wird die Temperaturdifferenz zwischen dem Fluid und dem Heizwiderstand auf einem konstanten Wert gehalten, so daß eine Kompensation für Änderungen der Fluidtemperatur durchgeführt werden kann und unabhängig von der Wärmekapazität des Heizwiderstandes eine schnelle Meßantwort erhalten werden kann. Für den Heizwiderstand und den Fluidtemperatur-Meßwiderstand wird ein Draht aus Platin, Wolfram etc. verwendet. Allerdings ist der Widerstand des Drahtes klein und der Widerstandswert der Durchflußsensoren streut in weiten Bereichen, so daß die Heiztemperatur schlecht eingestellt werden kann und die Genauigkeit der Temperaturmessung ungenügend ist. Darüber hinaus ist bei Verwendung eines dünnen Drahtes die Herstellung schwierig, so daß eine Massenproduktion nicht möglich ist.Another known thermal flow sensor contains a heating resistor (called: "hot wire") and a measuring resistor measuring the fluid temperature (called: "cold wire"), the flow rate calculated on the basis of changes in the amount of heat that is from the heating resistor to the surrounding one Fluid is transferred. Taking that into account Temperature of the fluid caused by the temperature of the fluid measuring resistance is determined, so the temperature difference between the fluid and the heating resistor is kept at a constant value, so that compensation for changes in fluid temperature can be done and independently of the heat capacity of the heating resistor quick measurement response can be obtained. For the Heating resistor and the fluid temperature measuring resistor a wire made of platinum, tungsten etc. is used. However, the resistance of the wire is small and the resistance value of the flow sensors scatters in wide areas, so the heating temperature bad can be adjusted and the accuracy of the temperature measurement is insufficient. In addition, at Manufacturing using a thin wire difficult, so that mass production is not possible is.
Weiterhin existiert ein Durchflußmesser des Typs "hot wire", bei dem ein dünner Metallfilm, der in einem Muster auf einem isolierenden Substrat angeordnet ist, anstelle des oben erwähnten Durchflußmessers des Typs "hot film" verwendet wird. Aufgrund der Anwendung eines dünnen, in einem Muster verteilten Metallfilmes kann der Durchflußmesser miniaturisiert werden. Da weiterhin eine gewisse Anzahl von Einheiten auf einem einzigen Substrat untergebracht werden kann, ist eine Massenproduktion möglich; auch treten geringere Streuungen auf. Daher wird dieser Typ von Durchflußmessern derzeit gründlich untersucht.A flow meter of the type also exists "hot wire", in which a thin metal film that is in arranged in a pattern on an insulating substrate instead of the flow meter mentioned above of the "hot film" type is used. Because of the application of a thin, distributed in a pattern The flow meter can miniaturized metal film will. Because a certain number of units continue can be housed on a single substrate mass production is possible; also occur less Scatter on. Therefore, this type of flow meter is currently under investigation.
Weiterhin existiert auch noch ein Durchflußmesser mit einem Heiz-Diffusions-Widerstand (oder Transistor) und einem die Fluidtemperatur erfassenden Diffusions- Widerstand (oder Transistor), wobei beide auf einem Siliziumchip aufgebracht sind. Dieser Durchflußmesser wird unter Anwendung einer Silizium-Verarbeitungstechnik hergestellt, so daß eine Massenproduktion gut möglich ist. Allerdings variieren die Temperaturcharakteristiken der Sensoren, so daß es schwierig ist, eine hohe Heiztemperatur zu erreichen.A flow meter also exists a heating diffusion resistor (or transistor) and a diffusion measuring the fluid temperature Resistor (or transistor), both on one Silicon chip are applied. This flow meter is made using a silicon processing technique made so that a mass production good is possible. However, the temperature characteristics vary of the sensors, making it difficult to get one to achieve high heating temperature.
Der Durchflußsensor des Typs "hot film" enthält einen Heizwiderstand und einen Fluidtemperatur-Meßwiderstand ähnlich wie der Durchflußsensor des Typs "hot wire". Auch ist das Wirkungsprinzip des Durchflußmessers des Typs "hot film" gleich dem des Durchflußmessers des Typs "hot wire", was durch folgende Gleichung (1) dargestellt werden kann:The "hot film" type flow sensor contains one Heating resistor and a fluid temperature measuring resistor similar to the "hot wire" flow sensor. The principle of operation of the flow meter is also Type "hot film" equal to that of the flow meter of the Type "hot wire", which is represented by the following equation (1) can be:
wobei I der durch den Heizwiderstand fließende Strom, Rh der Widerstand des Heizwiderstandes, Th die Temperatur des Heizwiderstandes, Ta die Fluidtemperatur (d. h. die Temperatur des Fluidtemperatur-Meßwiderstandes), U die Durchflußrate des Fluides und A bzw. B Konstanten sind.where I is the current flowing through the heating resistor, Rh the resistance of the heating resistor, Th the temperature of the heating resistor, Ta the fluid temperature (ie the temperature of the fluid temperature measuring resistor), U the flow rate of the fluid and A or B constants.
Zunächst wird dem Heizwiderstand ein elektrischer Strom zugeführt, so daß in ihm Wärme erzeugt wird. Wenn die Durchflußrate des zu messenden Fluides hoch ist, so wird eine große Wärmemenge von dem Heizwiderstand an das Fluid übertragen. Ist umgekehrt die Durchflußrate des Fluides klein, so wird dagegen nur eine geringe Wärme von dem Heizwiderstand zu dem Fluid übertragen. Folglich kann die Durchflußrate des Fluides dadurch bestimmt werden, daß man Änderungen der von dem Heizwiderstand an das Fluid übertragenen Wärmemenge in folgender Weise mißt: der an den Heizwiderstand angelegte elektrische Strom wird auf einem festen Wert gehalten und die Temperaturen des Heizwiderstandes und des Fluides werden gemessen, während das Fluid fließt. Alternativ hierzu kann die Temperaturdifferenz zwischen dem Fluid und dem Heizwiderstand auf einem festen Wert gehalten werden, indem der an den Heizwiderstand angelegte elektrische Strom geregelt wird. Aus den Änderungen des elektrischen Stromes kann dann die Durchflußrate des Fluides errechnet werden. Üblicherweise wird aus Gründen einer schnellen Meßantwort die letzt genannte Methode angewandt, bei der die Temperaturdifferenz zwischen dem Fluid und dem Heizwiderstand auf einem festen Wert gehalten wird.First, the heating resistor becomes an electrical one Electricity is supplied so that heat is generated in it. If the flow rate of the fluid to be measured is high is a large amount of heat from the heating resistor transferred to the fluid. Conversely, the flow rate of the fluid is small, but only one becomes little heat is transferred from the heating resistor to the fluid. Consequently, the flow rate of the fluid be determined by taking changes in the the amount of heat transferred to the fluid measures in the following way: the applied to the heating resistor electric current is at a fixed value kept and the temperatures of the heating resistor and of the fluid are measured as the fluid flows. Alternatively, the temperature difference between the fluid and the heating resistor at a fixed value be held by the applied to the heating resistor electrical current is regulated. From the changes of the electrical current can then be the flow rate of the fluid can be calculated. Usually is the last for a quick measurement response mentioned method applied, in which the temperature difference between the fluid and the heating resistor is kept at a fixed value.
Unabhängig davon, welche der beiden beschriebenen Methoden man verwendet, müssen die Temperatur Ta des Fluides und die Temperatur Th des Heizwiderstandes kontinuierlich gemessen werden. Zu diesem Zwecke benötigt man also einen Fluidtemperatur-Meßwiderstand, der die Temperatur des Fluides mißt zusätzlich zur Temperatur des Heizwiderstandes. Um sowohl die Temperatur des Fluides als auch die des Heizwiderstandes mit hoher Genauigkeit messen zu können, müssen der Heizwiderstand und der die Temperatur des Fluides messende Widerstand thermisch voneinander isoliert sein. Herkömmliche thermische Durchflußmesser mußten daher eine solche Struktur haben, daß der Heizwiderstand und der die Fluidtemperatur messende Widerstand auf separaten Platten angeordnet waren, was den Nachteil hat, daß die herkömmlichen Durchflußmesser relativ groß bzw. sperrig waren und für eine Massenproduktion nicht geeignet waren.Regardless of which of the two methods described is used, the temperature Ta of the fluid and the temperature Th of the heating resistor must be measured continuously. For this purpose, a fluid temperature measuring resistor is required which measures the temperature of the fluid in addition to the temperature of the heating resistor. In order to be able to measure both the temperature of the fluid and that of the heating resistor with high accuracy, the heating resistor and the resistor measuring the temperature of the fluid must be thermally insulated from one another. Conventional thermal flow meters therefore had to have such a structure that the heating resistor and the fluid temperature measuring resistor were arranged on separate plates, which has the disadvantage that the conventional flow meters were relatively large or bulky and were not suitable for mass production.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, den thermischen Durchflußmesser der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß er bei kleiner Bauweise genaue Meßergebnisse liefert und zwar in kurzer Meßzeit. Weiterhin soll er in Massenproduktion herstellbar sein.The object of the present invention is therefore that thermal flow meter of the aforementioned Kind of improving in that he was smaller Construction provides accurate measurement results in short measuring time. Furthermore, it is said to be in mass production be producible.
Diese Aufgabe wird bei einem Durchflußmesser der gattungsbildenden Art durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.This task is the generic type in a flow meter Kind of by the in the characteristic part of claim 1 specified features solved. Advantageous refinements and developments of Invention can be found in the subclaims.
Der thermische Durchflußmesser nach der Erfindung, der die obige Aufgabe löst sowie zahlreiche weitere Nachteile des Standes der Technik vermeidet, enthält ein ätzbares Substrat, einen auf dem Substrat aufgebrachten elektrisch isolierenden Film, dessen Ätzcharakteristik von der des Substrates verschieden ist, einen auf dem isolierenden Film aufgebrachten Heizwiderstand und einen Fluidtemperatur-Meßwiderstand, der auf dem isolierenden Film in einem vorgegebenen Abstand von dem Heizwiderstand angeordnet ist, wobei der Abschnitt des Substrates, der mindestens einem von beiden Widerständen, d. h. dem Heizwiderstand und dem Fluidtemperatur- Meßwiderstand zugeordnet ist und die Umgebung dieses Bereiches weggeätzt ist.The thermal flow meter according to the invention, the solves the above task as well as numerous other disadvantages avoids the prior art, contains a etchable substrate, one applied to the substrate electrically insulating film, its etching characteristics is different from that of the substrate, one heating resistor applied to the insulating film and a fluid temperature measuring resistor based on the insulating film at a predetermined distance of the heating resistor is arranged, the section the substrate, the at least one of the two resistors, d. H. the heating resistance and the fluid temperature Measuring resistor is assigned and the environment this area is etched away.
Im einem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht das Substrat aus Silizium.In a preferred embodiment, there is Silicon substrate.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht der isolierende Film aus einem einschichtigen Film oder einem mehrschichtigen Film, der zumindest aus einem der nachfolgenden Materialien besteht: Aluminium, Zircon, Stickstoffsilicid und Siliziumoxid. Alternativ hierzu kann der isolierende Film auch aus einer isolierenden Paste hergestellt sein.In a preferred embodiment, the insulating film from a single layer film or a multilayer film, which at least consists of one of the following materials: aluminum, Zircon, nitrogen silicide and silicon oxide. Alternatively for this purpose, the insulating film can also be made from an insulating Paste be made.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind der Heizwiderstand und der Fluidtemperatur-Meßwiderstand aus Platin, Nickel, einer Nickellegierung oder einem Thermistor- Material. In a preferred embodiment, the heating resistor and the fluid temperature measuring resistor Platinum, nickel, a nickel alloy or a thermistor Material.
Mit der Erfindung werden folgende Ziele erreicht:
(1) Es wird ein thermischer Durchflußmesser geschaffen,
bei dem der Heizwiderstand und der Fluidtemperatur-
Meßwiderstand auf einem einzigen Substrat
angeordnet sind, wobei ein Teil des Substrates,
das zumindest einem dieser Widerstände
entspricht sowie die Umgebung dieses Teiles
mittels Ätzen entfernt sind, so daß diese Widerstände
thermisch voneinander isoliert sind und
der Sensor miniaturisiert werden kann;
(2) es wird ein thermischer Durchflußmesser geschaffen,
der eine ausgezeichnete thermische Isolierung
zwischen dem Heizwiderstand und dem Fluidtemperatur-
Meßwiderstand aufweist, was zu einer verbesserten
Meßgenauigkeit führt;
(3) es wird ein thermischer Durchflußmesser geschaffen,
der weniger elektrische Energie verbraucht;
(4) es wird ein thermischer Durchflußmesser geschaffen,
der eine schnelle (thermische) Meßantwort
liefert;
(5) es wird ein thermischer Durchflußmesser geschaffen,
der in Massenproduktion herstellbar ist;
(6) es wird ein thermischer Durchflußmesser geschaffen,
bei dem der isolierende Film aus einem
pastösen Material sein kann, so daß die Herstellung
des isolierenden Filmes unter den Bedingungen
einer Massenproduktion einfach auszuführen
ist;
(7) es wird ein thermischer Durchflußmesser geschaffen,
bei dem der isolierende Film, der durch
Sintern eines pastösen Materiales bei hoher Temperatur
hergestellt wird, sehr fest mit dem Substrat
verbunden ist, wodurch eine verbesserte
mechanische Festigkeit des fertigen Sensors erreicht
wird; und
(8) es wird ein thermischer Durchflußmesser geschaffen,
bei dem eine gute thermische Isolierung
zwischen den beiden Widerständen und dem Substrat
vorhanden ist und zwar aufgrund der geringen thermischen
Leitfähigkeit des pastösen Materiales,
aus dem der isolierende Film auf dem Substrat gebildet
ist.The following objectives are achieved with the invention:
(1) A thermal flow meter is provided in which the heating resistor and the fluid temperature measuring resistor are arranged on a single substrate, a part of the substrate which corresponds to at least one of these resistors and the surroundings of this part being removed by means of etching, so that these resistors are thermally insulated from one another and the sensor can be miniaturized;
(2) A thermal flow meter is provided which has excellent thermal insulation between the heating resistor and the fluid temperature measuring resistor, which leads to improved measuring accuracy;
(3) creating a thermal flow meter that uses less electrical energy;
(4) a thermal flow meter is provided which provides a quick (thermal) measurement response;
(5) A thermal flow meter is created that is mass-producible;
(6) a thermal flow meter is provided in which the insulating film can be made of a pasty material, so that the production of the insulating film is easy to carry out under the conditions of mass production;
(7) a thermal flow meter is provided in which the insulating film made by sintering a pasty material at a high temperature is bonded very firmly to the substrate, thereby achieving improved mechanical strength of the finished sensor; and
(8) A thermal flow meter is created in which there is good thermal insulation between the two resistors and the substrate due to the low thermal conductivity of the pasty material from which the insulating film is formed on the substrate.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit der Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt:In the following, the invention is based on an exemplary embodiment more detailed in connection with the drawing explained. It shows:
Fig. 1(A), 1(B) und 1(C) schematische Schnittzeichnungen verschiedener Herstellstufen des thermischen Durchflußmessers nach der Erfindung; Fig. 1 (A), 1 (B) and 1 (C) are schematic sectional drawings of various stages of manufacture of the thermal flowmeter according to the invention;
Fig. 2 eine Draufsicht des thermischen Durchflußmessers, der nach den Arbeitsschritten der Fig. 1(A), 1(B) und 1(C) erhalten wird; und Fig. 2 is a plan view of the thermal flow meter obtained after the steps in Figs. 1 (A), 1 (B) and 1 (C); and
Fig. 3 ein Prinzipschaltbild des thermischen Durchflußmessers, der mit den Arbeitsschritten Fig. 1(A), 1(B) und 1(C) erhalten wird. Fig. 3 is a schematic diagram of the thermal flow meter, which is obtained with the steps Fig. 1 (A), 1 (B) and 1 (C).
Die Erfindung schafft einen thermischen Durchflußmesser, bei dem sowohl der Heizwiderstand als auch der Fluidtemperatur- Meßwiderstand auf einem einzigen Substrat mit kleinen Ausmaßen angeordnet sind, wobei zumindest ein Teil des Substrates, der mindestens einem dieser beiden Widerstände entspricht sowie zusätzlich angrenzende Teile dieses Bereiches weggeätzt sind, so daß diese Widerstände thermisch voneinander isoliert sind, womit man hohe Leistungsfähigkeit, Miniaturisierung und Massenproduzierbarkeit erhält.The invention provides a thermal flow meter where both the heating resistor and the fluid temperature Measuring resistor on a single substrate are arranged with small dimensions, at least part of the substrate comprising at least one of these corresponds to both resistances and additionally adjacent Parts of this area are etched away, so that these resistors are thermally isolated from each other, with which you have high performance, miniaturization and maintains mass producibility.
Die Fig. 1(A), 1(B) und 1(C) zeigen die Verfahrensschritte zur Herstellung des thermischen Durchflußmessers nach der Erfindung.The Fig. 1 (A), 1 (B) and 1 (C) show the process steps for manufacturing the thermal type flowmeter according to the invention.
Die Herstellschritte laufen wie folgt ab: auf einem Substrat aus Silizium oder ähnlichem, das leicht geätzt werden kann, wird ein isolierender Film 2 aus Aluminium oder ähnlichem, der eine ausgezeichnete elektrische Isolation bildet und chemisch widerstandsfähig ist, durch ein Vakuum-Dampfabscheiden, eine Aufsprühmethode, ein plasmaunterstütztes, chemisches Dampfabscheiden etc. aufgebracht. Sodann wird ein dünner Metallfilm 3 aus Platin oder ähnlichem aufgebracht, wobei dieser Film einen hohen Widerstands-/ Temperatur-Koeffizienten hat. Dieser Film wird mit den gleichen Methoden aufgebracht wie der isolierende Film 2. Er wird auf dem isolierenden Film 2 aufgebracht (vgl. Fig. 1(A)). Darauf wird der dünne Metallfilm 3 mittels einer Ätztechnik in eine vorgegebene Form gebracht, womit ein Heizwiderstand 4 und ein Fluidtemperatur-Meßwiderstand 5 gebildet werden, wobei diese beiden in einem vorgegebenen Abstand zueinander auf dem isolierenden Film 2 liegen (vgl. Fig. 1(B)). Der Abschnitt des Substrates 1, der dem Heizwiderstand 4 entspricht sowie angrenzende Bereiche dieses Abschnittes werden dann mittels einer Ätztechnik entfernt. Dies führt zu einer Diaphragma- bzw. Membranstruktur, bei der der Heizwiderstand 4 ausschließlich von dem isolierenden Film 2 getragen wird (vgl. Fig. 1(C)). Wie in Fig. 2 dargestellt sind elektrische Anschlüsse 44, die mit dem Heizwiderstand 4 verbunden sein müssen, außerhalb der "Membran" 100 angeordnet, womit verhindert wird, daß die Membran 100 bei den nachfolgenden Arbeitsschritten für die Verbindung einer Zufuhrleitung zu dem Heizwiderstand 4 bricht. Wahlweise kann auch eine Einrichtung zur Steuerung des Widerstandes des Heizwiderstandes 4 außerhalb der Membran 100 angeordnet sein.The manufacturing steps are as follows: on a substrate made of silicon or the like that can be easily etched, an insulating film 2 made of aluminum or the like, which provides excellent electrical insulation and is chemically resistant, by vacuum vapor deposition, a spraying method , a plasma-assisted, chemical vapor deposition etc. applied. Then a thin metal film 3 made of platinum or the like is applied, this film having a high resistance / temperature coefficient. This film is applied using the same methods as the insulating film 2 . It is applied to the insulating film 2 (see Fig. 1 (A)). Then, the thin metal film 3 is brought into a predetermined shape by means of an etching technique, whereby a heating resistor 4 and a fluid temperature measuring resistor 5 are formed, these two lying on the insulating film 2 at a predetermined distance from one another (see FIG. 1 (B )). The section of the substrate 1 which corresponds to the heating resistor 4 and adjacent areas of this section are then removed using an etching technique. This leads to a diaphragm or membrane structure in which the heating resistor 4 is carried exclusively by the insulating film 2 (see FIG. 1 (C)). As shown in FIG. 2, electrical connections 44 , which must be connected to the heating resistor 4 , are arranged outside the "membrane" 100 , thereby preventing the membrane 100 from breaking in the subsequent steps for connecting a supply line to the heating resistor 4 . Optionally, a device for controlling the resistance of the heating resistor 4 can also be arranged outside the membrane 100 .
Das für den isolierenden Film 2 verwendete Material muß nicht Aluminium sein; es kann auch aus Keramik (z. B. Zirkon, etc.), Stickstoffsilicid, Siliziumoxid etc. sein. Der isolierende Film muß nicht notwendigerweise ein einschichtiger Film sein; er kann auch ein mehrschichtiger Film sein. Der isolierende Film kann auch aus einer Mischung aus zwei oder mehreren Arten von Filmmaterialien bestehen. Die Dicke des isolierenden Filmes sollte möglichst gering sein, um den Effekt der thermischen Isolierung zu vergrößern; andererseits hat ein extrem dünner Film nur eine geringe mechanische Festigkeit, so daß die Dicke des Filmes in der Größenordnung von vorzugsweise 1 µm bis 10 µm liegen sollte. Das Material für die dünne Metallschicht 3 muß nicht unbedingt Platin sein; es kann stattdessen auch Nickel oder eine Nickellegierung verwendet werden, aufgrund des höheren Widerstands-/Temperatur-Koeffizienten. Statt des dünnen Metallfilmes 3 können anstatt von Metallen auch Feucht-Widerstands-Materialien verwendet werden, wie sie in Thermistoren verwendet werden.The material used for the insulating film 2 need not be aluminum; it can also be made of ceramic (e.g. zircon, etc.), nitrogen silicide, silicon oxide etc. The insulating film need not necessarily be a single layer film; it can also be a multilayer film. The insulating film can also consist of a mixture of two or more types of film materials. The thickness of the insulating film should be as small as possible in order to increase the effect of the thermal insulation; on the other hand, an extremely thin film has only a low mechanical strength, so that the thickness of the film should be on the order of preferably 1 µm to 10 µm. The material for the thin metal layer 3 does not necessarily have to be platinum; nickel or a nickel alloy can be used instead due to the higher resistance / temperature coefficient. Instead of the thin metal film 3 , instead of metals it is also possible to use damp-resistance materials, such as are used in thermistors.
Als Ätztechnik für das Ätzen des Siliziumsubstrates kann entweder eine isotropische Ätztechnik verwendet werden mit einem Ätzmittel, das aus einer Lösung aus Flourwasserstoffsäure und Salpetersäure besteht oder eine anisotrope Ätztechnik, bei der eine Lösung aus Ethylendiamin-Pyrokatechin-Wasser verwendet wird.As an etching technique for etching the silicon substrate can either use an isotropic etching technique are made with an etchant that comes from a solution Hydrofluoric acid and nitric acid exists or an anisotropic etching technique in which a solution Ethylene diamine pyrocatechol water is used.
Obwohl in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel derjenige Bereich des Substrates 1, der dem Heizwiderstand 4 und dessen Umgebung entspricht, mittels einer Ätztechnik entfernt wurde, kann natürlich auch der Teil des Substrates 1 entfernt werden, der dem Fluidtemperatur- Meßwiderstand 5 und dessen Umgebung entspricht oder auch Teile des Substrates 1, die beiden Widerstände 4 und 5 und deren Umgebung entspricht. In der Tat wird die Entfernung von Teilen des Substrates, die beiden Widerständen 4 und 5 und deren Umgebung entspricht, bevorzugt, da der thermische Isolationseffekt hierdurch verbessert wird und damit auch eine schnelle thermische Meßantwort.Although in the exemplary embodiment described above that area of the substrate 1 which corresponds to the heating resistor 4 and its surroundings was removed by means of an etching technique, the part of the substrate 1 which corresponds to the fluid temperature measuring resistor 5 and its surroundings can of course also be removed Parts of the substrate 1 , the two resistors 4 and 5 and their environment corresponds. In fact, the removal of parts of the substrate which correspond to the two resistors 4 and 5 and their surroundings is preferred, since this improves the thermal insulation effect and thus also a fast thermal measurement response.
Der resultierende Chip des thermischen Durchflußmessers ist sehr klein und hat eine Größe von nur einigen Millimetern, so daß er in Wafer-Technik hergestellt werden kann, bei dem mehrere Chips gleichzeitig produziert werden. Ein durch Schneiden des Wafers erhaltener Chip wird dann auf einer (nicht dargestellten) Stützplatte befestigt und mit den notwendigen Elementen mit Leitungen verbunden, womit man dann den thermischen Durchflußmesser gemäß Fig. 3 erhält.The resulting chip of the thermal flow meter is very small and has a size of only a few millimeters, so that it can be produced using wafer technology, in which several chips are produced simultaneously. A chip obtained by cutting the wafer is then attached to a support plate (not shown) and connected to the necessary elements with lines, with which the thermal flow meter according to FIG. 3 is then obtained.
Fig. 3 zeigt einen Durchflußmesser mit den beschriebenen Heiz- und Fluidtemperatur-Meßwiderständen, wobei der Fluidtemperatur-Meßwiderstand 6 und der Heizwiderstand 7 in einem Durchflußweg 10 angeordnet sind, durch welchen das Fluid in Richtung der Pfeile fließt. Der Fluidtemperatur-Meßwiderstand 6 ist stromaufwärts zum Heizwiderstand 7 angeordnet. Der Fluidtemperatur-Meßwiderstand 6 und der Heizwiderstand 7 sind mit elektrischen Widerstandselementen 8 bzw. 9 in einer Brückenschaltung verbunden. Der Verbindungspunkt zwischen den Widerstandselementen 8 und 9 ist geerdet. Die Brückenschaltung ist mit einem Rückkopplungsschaltkreis verbunden, in welchem die Potentialdifferenz zwischen einem Brückenzweig (zusammengesetzt aus dem Temperaturmeßwiderstand 6 und dem Widerstandselement 8) und der andere Brückenzweig (zusammengesetzt aus dem Temperaturmeßwiderstand 7 und dem elektrischen Widerstandselement 9) mit einem Differentialverstärker 11 verstärkt werden. Das Ausgangssignal des Differentialverstärkers 11 steuert das Basispotential eines Transistors 12, dessen Emitter mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt des Fluidtemperatur-Meßwiderstandes 6 und des Heizwiderstandes 7 verbunden ist, womit der Transistor getrieben wird. Sowohl der Fluidtemperatur-Meßwiderstand 6 als auch der Heizwiderstand 7 werden durch den Rückkopplungsschaltkreis gesteuert, so daß die Temperaturdifferenz zwischen dem Widerstand 6 und dem Widerstand 7 unabhängig von Temperaturänderungen des Fluides auf einem festen Wert gehalten werden kann. Das Fluid kann hierbei beispielsweise ein Öl, ein chemisches Reagens, ein Gas etc. sein, das durch den Strömungsweg 10 fließt. Fig. 3 shows a flow meter with the described heating and fluid temperature sensing resistors, wherein the fluid temperature measuring resistor 6 and the heating resistor are disposed in a flow path 10 7, through which the fluid flows in the direction of the arrows. The fluid temperature measuring resistor 6 is arranged upstream of the heating resistor 7 . The fluid temperature measuring resistor 6 and the heating resistor 7 are connected to electrical resistance elements 8 and 9 in a bridge circuit. The connection point between the resistance elements 8 and 9 is grounded. The bridge circuit is connected to a feedback circuit in which the potential difference between one bridge branch (composed of the temperature measuring resistor 6 and the resistance element 8 ) and the other bridge branch (composed of the temperature measuring resistor 7 and the electrical resistance element 9 ) are amplified with a differential amplifier 11 . The output signal of the differential amplifier 11 controls the base potential of a transistor 12 , the emitter of which is connected to the common connection point of the fluid temperature measuring resistor 6 and the heating resistor 7 , with which the transistor is driven. Both the fluid temperature measuring resistor 6 and the heating resistor 7 are controlled by the feedback circuit, so that the temperature difference between the resistor 6 and the resistor 7 can be kept at a fixed value regardless of temperature changes in the fluid. The fluid can be, for example, an oil, a chemical reagent, a gas, etc., which flows through the flow path 10 .
Wenn der Transistor 12 eingeschaltet ist, wird elektrischer Strom von einem Eingangsanschluß 13 zu dem Heizwiderstand 7 geleitet, so daß in letzterem Wärme erzeugt wird.When the transistor 12 is turned on, electric current is supplied from an input terminal 13 to the heating resistor 7 , so that heat is generated in the latter.
Will man die Durchflußrate auch dann bestimmen, wenn sich die Temperatur des Fluides ändert, so ist - wie in Fig. 3 gezeigt - der Fluidtemperatur-Meßwiderstand 6 stromaufwärts zum Heizwiderstand 7 in einer Brückenschaltung anzuordnen, so daß die Temperatur des Fluides gemessen wird. Dabei wird der zum Heizwiderstand 7 zugeführte elektrische Strom durch den Rückkopplungsschaltkreis so gesteuert, daß die Temperaturdifferenz zwischen dem Fluid und dem Heizwiderstand konstant gehalten wird. Wird die Temperaturdifferenz in der beschriebenen Weise auf einem konstanten Wert gehalten, so kann unabhängig von der Wärmekapazität des Heizwiderstandes eine schnelle Meßantwort auf Änderungen der Durchflußrate erhalten werden. Hält man die Temperaturdifferenz auf einem hohen Wert, so kann der Ausgang (Signalausgang) des Durchflußmessers vergrößert werden.If one wants to determine the flow rate even when the temperature of the fluid changes, then - as shown in FIG. 3 - the fluid temperature measuring resistor 6 is to be arranged upstream of the heating resistor 7 in a bridge circuit so that the temperature of the fluid is measured. The electrical current supplied to the heating resistor 7 is controlled by the feedback circuit so that the temperature difference between the fluid and the heating resistor is kept constant. If the temperature difference is kept at a constant value in the manner described, a quick measurement response to changes in the flow rate can be obtained regardless of the heat capacity of the heating resistor. If the temperature difference is kept at a high value, the output (signal output) of the flow meter can be increased.
Ein anderer Durchflußmesser nach der Erfindung kann in gleicher Weise wie im Ausführungsbeispiel 1 hergestellt werden mit Ausnahme, daß der isolierende Film aus einer Paste ist.Another flow meter according to the invention can in made in the same way as in embodiment 1 except that the insulating film is made from a Paste is.
Auf einem Siliziumsubstrat wird eine Glaspaste oder ähnliches, die eine ausgezeichnete elektrische Isolationsfähigkeit hat, mittels einer Filmauftragetechnik wie z. B. Siebdrucken, Drall-Auftragen (spin-coating), Aufsprühen etc. aufgetragen, sodann getrocknet und gesintert, womit man den isolierenden Film 2 erhält. Das für den isolierenden Film dabei verwendete Material muß nicht unbedingt eine Glaspaste sein. Es kann auch eine dielektrische Paste, eine keramische Paste etc. sein. Wünschenswert ist es, daß der thermische Ausdehnungskoeffizient dieses pastösen Materiales möglichst nahe bei dem des Siliziumsubstrates 1 liegt, so daß (mechanische) Spannungen des isolierenden Filmes minimiert werden, womit man eine feste Bindung des isolierenden Filmes an das Substrat erhält.On a silicon substrate, a glass paste or the like, which has excellent electrical insulation ability, is applied by means of a film application technique such as e.g. B. screen printing, spin application (spin coating), spraying, etc., then dried and sintered, whereby the insulating film 2 is obtained. The material used for the insulating film does not necessarily have to be a glass paste. It can also be a dielectric paste, a ceramic paste, etc. It is desirable that the thermal expansion coefficient of this pasty material is as close as possible to that of the silicon substrate 1 , so that (mechanical) stresses of the insulating film are minimized, with which a firm bond of the insulating film to the substrate is obtained.
Um den Effekt der thermischen Isolierung des isolierenden Filmes zu verbessern, wird vorzugsweise pastöses Material mit einer sehr geringen thermischen Leitfähigkeit verwendet. Die Dicke des isolierenden Filmes soll sehr klein sein, um seine thermische Kapazität zu verringern und den Effekt der thermischen Isolierung zu vergrößern. Allerdings haben extrem dünne Filme wieder den Nachteil geringer mechanischer Festigkeit, so daß die Dicke des Filmes in der Größenordnung von vorzugsweise 1 µm bis einige 10 µm liegen sollte.To the effect of thermal insulation of the insulating Improving film is preferably pasty Material with a very low thermal conductivity used. The thickness of the insulating film should be be very small to reduce its thermal capacity and the effect of thermal insulation enlarge. However, extremely thin films have again the disadvantage of low mechanical strength, so that the thickness of the film is on the order of preferably 1 µm to a few 10 µm should be.
Sodann wird ein dünner Metallfilm 3 aus Platin oder ähnlichem mit einem hohen Widerstands-/Temperatur- Koeffizienten auf dem isolierenden Film 2 mittels Vakuumdampfabscheidetechnik, Aufsprühtechnik etc. aufgebracht. Danach folgt die Musterbildung des dünnen Metallfilmes 3 in gleicher Weise wie im Ausführungsbeispiel 1. Damit erhält man den Heizwiderstand 4 und den Fluidtemperatur-Meßwiderstand 5 in einem vorgegebenen Abstand auf dem isolierenden Film 2. Danach wird die Diaphragma- bzw. Membranstruktur in dem Abschnitt des Substrates 1 gebildet, der mindestens einem der beiden Widerstände 4 und 5 und deren Umgebung entspricht und zwar in gleicher Weise wie im Ausführungsbeispiel 1 beschrieben, womit man den thermischen Durchflußsensor erhält. Als Ätzprozeß für das Siliziumsubstrat kann entweder eine anisotrope Ätztechnik mit einem Ätzmittel wie z. B. einem System von Äthylendiamin- pyrokatechol-Wasser, eine wässrige Lösung aus Kaliumhydroxid oder ähnliches verwendet werden, wobei darauf zu achten ist, daß die Glaspaste damit nicht geätzt wird.Then, a thin metal film 3 made of platinum or the like with a high resistance / temperature coefficient is applied to the insulating film 2 by means of vacuum vapor deposition, spraying, etc. This is followed by pattern formation of the thin metal film 3 in the same way as in exemplary embodiment 1. This gives the heating resistor 4 and the fluid temperature measuring resistor 5 at a predetermined distance on the insulating film 2 . The diaphragm or membrane structure is then formed in the section of the substrate 1 which corresponds to at least one of the two resistors 4 and 5 and their surroundings, in the same way as described in exemplary embodiment 1, with which the thermal flow sensor is obtained. As an etching process for the silicon substrate, either an anisotropic etching technique with an etchant such as. B. a system of ethylenediamine-pyrocatechol-water, an aqueous solution of potassium hydroxide or the like can be used, being careful not to etch the glass paste.
Der fertige Durchflußmesser arbeitet dann in gleicher Weise wie der des Ausführungsbeispieles 1 (vgl. auch Fig. 3).The finished flow meter then works in the same way as that of embodiment 1 (see also FIG. 3).
Es sei darauf hingewiesen, daß verschiedene Modifikationen von einem Fachmann durchgeführt werden können, ohne daß der Schutzumfang und das Wesen der Erfindung verlassen werden. Entsprechend sei darauf hingewiesen, daß der Schutzumfang der Patentansprüche nicht durch die obige Beschreibung eingeschränkt wird und daß die Patentansprüche alle patentfähigen Merkmale der vorliegenden Erfindung enthalten, einschließlich all diejenigen Merkmale, die vom Fachmann des vorliegenden Gebietes als Äquivalente angesehen werden.It should be noted that various modifications can be carried out by a specialist, without the scope and essence of the invention to be left. Accordingly, it should be noted that the scope of protection of the claims is not limited to the above description is limited and that Claims all patentable features of the present Invention included, including all those features that are known to those skilled in the art Area can be regarded as equivalents.
Claims (5)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60183611A JPS6243522A (en) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | Flow sensor |
| JP60185100A JPS6244627A (en) | 1985-08-22 | 1985-08-22 | flow sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3628017A1 true DE3628017A1 (en) | 1987-03-05 |
| DE3628017C2 DE3628017C2 (en) | 1988-12-29 |
Family
ID=26501975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE3628017A Granted DE3628017A1 (en) | 1985-08-20 | 1986-08-19 | THERMAL FLOW SENSOR |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5108193A (en) |
| DE (1) | DE3628017A1 (en) |
| GB (1) | GB2179748B (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1989005963A1 (en) * | 1987-12-23 | 1989-06-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Silicon-based mass airflow sensor |
| DE19601592C1 (en) * | 1996-01-18 | 1997-05-07 | Bosch Gmbh Robert | Sensor containing platinum silicide bond layer |
| DE19860725A1 (en) * | 1998-12-30 | 2000-08-17 | Abb Patent Gmbh | Flow measurement method using a hot film anemometer arrangement |
Families Citing this family (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3118459B2 (en) * | 1990-12-14 | 2000-12-18 | アンリツ株式会社 | Sensing system that measures the eigenvalue of the measured object using the change in thermal resistance |
| JP2846518B2 (en) * | 1992-03-18 | 1999-01-13 | 株式会社日立製作所 | Air flow detector and engine control device using the same |
| US5419190A (en) * | 1992-08-03 | 1995-05-30 | Thermal Instrument Co. | Apparatus and method for measurement of mass flow rates in a large conduit |
| US5392647A (en) * | 1993-06-07 | 1995-02-28 | Ricoh Seiki Company, Ltd. | Flow sensor |
| US5441343A (en) * | 1993-09-27 | 1995-08-15 | Topometrix Corporation | Thermal sensing scanning probe microscope and method for measurement of thermal parameters of a specimen |
| US5786744A (en) * | 1994-03-24 | 1998-07-28 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Hybrid sensor |
| US5461910A (en) * | 1994-06-16 | 1995-10-31 | Alnor Instrument Company | Fluid flow direction and velocity monitor |
| US5557972A (en) * | 1994-09-13 | 1996-09-24 | Teledyne Industries, Inc. | Miniature silicon based thermal vacuum sensor and method of measuring vacuum pressures |
| US5753815A (en) * | 1994-11-17 | 1998-05-19 | Ricoh Company, Ltd. | Thermo-sensitive flow sensor for measuring flow velocity and flow rate of a gas |
| JP3282773B2 (en) * | 1994-12-12 | 2002-05-20 | 東京瓦斯株式会社 | Thermal flow meter |
| DE19512111C2 (en) * | 1995-04-03 | 1999-01-07 | Ifm Electronic Gmbh | Heat transfer control and / or measuring device |
| NO951427D0 (en) * | 1995-04-11 | 1995-04-11 | Ngoc Minh Dinh | Method and apparatus for measuring patterns in a partially heat conducting surface |
| US5709470A (en) * | 1995-07-10 | 1998-01-20 | Cnc Development, Inc. | Method and apparatus for detecting ice buildup |
| AT2267U1 (en) * | 1997-02-04 | 1998-07-27 | E & E Elektronik Gmbh | HOT FILM MANOMETER AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
| DE19710559A1 (en) * | 1997-03-14 | 1998-09-17 | Bosch Gmbh Robert | Sensor especially mass flow sensor |
| US6032527A (en) * | 1998-07-01 | 2000-03-07 | Memsys, Inc. | Solid state microanemometer |
| US6447520B1 (en) * | 2001-03-19 | 2002-09-10 | Advanced Medical Optics, Inc. | IOL insertion apparatus with IOL engagement structure and method for using same |
| US6257354B1 (en) | 1998-11-20 | 2001-07-10 | Baker Hughes Incorporated | Drilling fluid flow monitoring system |
| JP2000343702A (en) * | 1999-06-04 | 2000-12-12 | Canon Inc | Liquid discharge head and liquid discharge device using the liquid discharge head |
| DE10065723A1 (en) * | 2000-12-29 | 2002-07-04 | Bosch Gmbh Robert | Arrangement for temperature measurement and control |
| DE10222616A1 (en) * | 2002-05-17 | 2003-12-04 | Univ Albert Ludwigs Freiburg | Fingerprint verification module |
| US6796172B2 (en) * | 2002-07-31 | 2004-09-28 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Flow sensor |
| US6871535B2 (en) | 2002-08-14 | 2005-03-29 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Flow direction detector |
| US7131766B2 (en) * | 2003-07-16 | 2006-11-07 | Delphi Technologies, Inc. | Temperature sensor apparatus and method |
| US7467630B2 (en) * | 2004-02-11 | 2008-12-23 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Medicament dispenser |
| US7481213B2 (en) * | 2004-02-11 | 2009-01-27 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Medicament dispenser |
| DE102004051113B4 (en) * | 2004-10-21 | 2006-11-30 | X-Fab Semiconductor Foundries Ag | Method and measuring arrangement for the electrical determination of the thickness of semiconductor membranes by energy input |
| US20060159091A1 (en) * | 2005-01-19 | 2006-07-20 | Arjen Boers | Active multicast information protocol |
| US8143689B2 (en) * | 2005-09-20 | 2012-03-27 | Bae Systems Plc | Sensor device |
| EP2037234A1 (en) * | 2007-09-14 | 2009-03-18 | General Electric Company | Fluid detector |
| KR101144808B1 (en) * | 2008-09-01 | 2012-05-11 | 엘지전자 주식회사 | Manufacturing Method For Thin-Film Type Solar Cell And The Same thereof |
| RU2451295C1 (en) * | 2010-12-28 | 2012-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "МЭМС-РЕЗЕРВ" | Heat loss anemometer and method of its making |
| RU2509995C1 (en) * | 2012-07-10 | 2014-03-20 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МИЭТ" (Национальный исследовательский университет МИЭТ) | Membrane hot-wire anemometer |
| RU2548612C2 (en) * | 2013-08-05 | 2015-04-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Method to produce heat-loss anemometer (versions) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2527505A1 (en) * | 1974-06-28 | 1976-01-15 | Rca Corp | FLOW TRANSMITTER |
| DE2302615B2 (en) * | 1973-01-19 | 1976-02-12 | Schmidt, Dieter W., Dipl.-Phys. Dr.; Wagner, Wolfgang J., Dipl.-Phys. Dr.; 3400 Göttingen | TEMPERATURE DEPENDENT ELECTRICAL RESISTANCE AND METHOD FOR ITS MANUFACTURING |
| DE2919433A1 (en) * | 1979-05-15 | 1980-12-04 | Bosch Gmbh Robert | MEASURING PROBE FOR MEASURING THE DIMENSION AND / OR TEMPERATURE OF A FLOWING MEDIUM AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
| DE3327653A1 (en) * | 1982-08-16 | 1984-02-16 | VEB Geräte- und Regler-Werke Teltow, DDR 1530 Teltow | Resistor structure on a multi-sensor silicon chip |
| EP0137687A1 (en) * | 1983-08-26 | 1985-04-17 | Innovus | A thermal mass flow meter |
| DE3430075A1 (en) * | 1984-08-16 | 1986-02-27 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | METHOD FOR PRODUCING A MEASURING PROBE FOR USE IN MEASURING THE TEMPERATURE OR MASS OF A FLOWING MEDIUM |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2527739C3 (en) * | 1975-06-21 | 1978-08-31 | W.C. Heraeus Gmbh, 6450 Hanau | Process for the production of an electrical measuring resistor for a resistance thermometer |
| DE2925975A1 (en) * | 1979-06-27 | 1981-01-15 | Siemens Ag | QUANTITY FLOWMETER |
| DE3029446A1 (en) * | 1980-08-02 | 1982-03-11 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | THICK LAYER ARRANGEMENT |
| DE3138910A1 (en) * | 1981-09-30 | 1983-04-14 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | QUANTITY FLOWMETER |
| US4478077A (en) * | 1982-09-30 | 1984-10-23 | Honeywell Inc. | Flow sensor |
| GB8301666D0 (en) * | 1983-01-21 | 1983-02-23 | Hotfoil Ltd | Temperature sensor |
| JPS6013220A (en) * | 1983-07-04 | 1985-01-23 | Esutetsuku:Kk | Gas flow sensor and manufacture thereof |
| JPS60243549A (en) * | 1984-05-05 | 1985-12-03 | ゲゼルシヤフト、フユール、ゲレーテバウ、ミツト、ベシユレンクテル、ハフツング | Sensor for catalytic combustion and manufacture thereof |
| DE3417305A1 (en) * | 1984-05-10 | 1985-11-14 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | DEVICE FOR MEASURING THE MASS OF A FLOWING MEDIUM |
| US4594889A (en) * | 1984-12-06 | 1986-06-17 | Ford Motor Company | Mass airflow sensor |
| JPS61178614A (en) * | 1985-02-02 | 1986-08-11 | Nippon Soken Inc | Direct heating type flow rate sensor |
| DE3604202C2 (en) * | 1985-02-14 | 1997-01-09 | Nippon Denso Co | Directly heated flow measuring device |
| JPS61194317A (en) * | 1985-02-25 | 1986-08-28 | Nippon Soken Inc | Direct-heating type flow-rate sensor |
-
1979
- 1979-08-23 GB GB8619623A patent/GB2179748B/en not_active Expired
-
1986
- 1986-08-19 DE DE3628017A patent/DE3628017A1/en active Granted
-
1991
- 1991-01-23 US US07/644,735 patent/US5108193A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2302615B2 (en) * | 1973-01-19 | 1976-02-12 | Schmidt, Dieter W., Dipl.-Phys. Dr.; Wagner, Wolfgang J., Dipl.-Phys. Dr.; 3400 Göttingen | TEMPERATURE DEPENDENT ELECTRICAL RESISTANCE AND METHOD FOR ITS MANUFACTURING |
| DE2527505A1 (en) * | 1974-06-28 | 1976-01-15 | Rca Corp | FLOW TRANSMITTER |
| DE2919433A1 (en) * | 1979-05-15 | 1980-12-04 | Bosch Gmbh Robert | MEASURING PROBE FOR MEASURING THE DIMENSION AND / OR TEMPERATURE OF A FLOWING MEDIUM AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
| DE3327653A1 (en) * | 1982-08-16 | 1984-02-16 | VEB Geräte- und Regler-Werke Teltow, DDR 1530 Teltow | Resistor structure on a multi-sensor silicon chip |
| EP0137687A1 (en) * | 1983-08-26 | 1985-04-17 | Innovus | A thermal mass flow meter |
| DE3430075A1 (en) * | 1984-08-16 | 1986-02-27 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | METHOD FOR PRODUCING A MEASURING PROBE FOR USE IN MEASURING THE TEMPERATURE OR MASS OF A FLOWING MEDIUM |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1989005963A1 (en) * | 1987-12-23 | 1989-06-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Silicon-based mass airflow sensor |
| DE19601592C1 (en) * | 1996-01-18 | 1997-05-07 | Bosch Gmbh Robert | Sensor containing platinum silicide bond layer |
| US6259350B1 (en) | 1996-01-18 | 2001-07-10 | Robert Bosch Gmbh | Sensor and method for manufacturing a sensor |
| DE19860725A1 (en) * | 1998-12-30 | 2000-08-17 | Abb Patent Gmbh | Flow measurement method using a hot film anemometer arrangement |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3628017C2 (en) | 1988-12-29 |
| GB2179748A (en) | 1987-03-11 |
| US5108193A (en) | 1992-04-28 |
| GB2179748B (en) | 1989-09-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE3628017A1 (en) | THERMAL FLOW SENSOR | |
| DE3856076T2 (en) | DETECTION OF LIQUID FLOWS | |
| DE3877795T2 (en) | FLOW SENSOR. | |
| DE19527861B4 (en) | Mass flow sensor and method of manufacture | |
| DE69830345T2 (en) | THERMAL FLOW FLOW MEASUREMENT OR MEASUREMENT OF OTHER PROPERTIES OF A FLUID BY DETERMINING A FREQUENCY | |
| DE69513749T2 (en) | Thermal micro flow sensor and its manufacturing process | |
| DE3854124T2 (en) | HEAT FLOW MEASURING DEVICE. | |
| DE68919870T2 (en) | Integrated thin-film membrane. | |
| DE10035665B4 (en) | A heater air mass meter and engine control apparatus for use thereof | |
| DE19746692C2 (en) | Flow rate measuring element and a flow rate sensor using this | |
| DE19751101A1 (en) | Heat=sensitive flow rate measurement element for flow rate sensor | |
| DE68914464T2 (en) | METALIZATION SYSTEMS FOR HEATING / SENSOR ELEMENTS. | |
| DE69528218T2 (en) | Liquid property sensor with metal-plated rings for improved packaging | |
| DE19942675A1 (en) | Flow sensor for measuring flow velocity of fluid in internal combustion engine, has additional patterns formed on upper portion of diaphragm so that additional pattern is symmetrical to thin film on diaphragm | |
| WO2003027654A2 (en) | Sensor module with a sensor element surrounded by a heating element | |
| DE3627465A1 (en) | DIRECTLY HEATED FLOW MEASURING DEVICE | |
| DE10063070B4 (en) | Flow sensor of the heat generation type | |
| DE10001347B4 (en) | Heat-sensitive throughput sensor | |
| DE19945168A1 (en) | Flow rate sensor, for air intake measurement of internal combustion engine, has heating and temperature compensation elements and includes low heat capacity and membrane sections formed by partial substrate back face removal | |
| EP0629862A1 (en) | Apparatus for measuring a radial flow of a gas or a fluid using a Wheatstone bridge of four temperature dependent resistors | |
| DE2029065A1 (en) | Electric resistance thermometer | |
| DE4439222C2 (en) | Mass flow sensor with pressure compensation | |
| DE4008150A1 (en) | CATALYTIC GAS SENSOR | |
| EP3729009B1 (en) | Thermal flow sensor for determining the temperature and the flow speed of a flowing measurement medium | |
| EP1248968B1 (en) | Arrangement for temperature monitoring and regulation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8363 | Opposition against the patent | ||
| 8331 | Complete revocation |